(57)【要約】【課題】波長板のような長方形で薄板の光学部品をホルダーに固定するときに、内部発熱によって生じる歪を最小限に抑えるように接着方法を改善し、シェーディング現象の少ない色分解合成光学系を提供する。【解決手段】色分解光学系と３原色に分解された各色対応用の反射型空間光変調素子との間の光路に配置される長方形で薄板の光学部品１は、長方形周辺の対向する長辺又は短辺のどちらか２辺のみがホルダー２に接着固定される構造の色分解光学系とすることでプロジェクタの内部発熱によって生じる光学部品１の歪を大幅に減少することが可能となり、シェーディング現象の少ない色分解合成光学系を提供することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射する白色光から３原色光に色分解を行う色分解光学系と、前記色分解光学系で色分解した３原色光を各色対応用の反射型空間光変調素子で光変調し、この光変調された変調光の色合成を行う色合成光学系と、からなる色分解合成光学系において、
前記色分解光学系と各色対応用の反射型空間光変調素子との間の光路に長方形面を臨ませた薄板の光学部品をホルダーを介して配置し、前記長方形周辺の対向する２辺のみが前記ホルダーに接着固定されていることを特徴とする色分解光学系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、色分解合成光学系に係り、特に、熱膨張による光学部品の歪みを少なくする色分解合成光学系に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶プロジェクタの光学エンジンには、波長板のような長方形で薄板の光学部品が複数個使用されている。図５は、このような光学エンジンの構成を示した斜視図である。同図で、１は波長板、２は波長板１を保持するホルダー、３は反射型液晶デバイス（反射型空間光変調素子）である。この個所は内部構成を分りやすくするために図を展開した部分であり、光学エンジンにはこのような波長板１を含む構成がａ、ｂの個所にも存在する。
また、同図で、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、白色光から３原色光に色分解を行うか、又は色分解された３原色光を色合成する色分解合成プリズム（色分解光学系および色合成光学系）である。
【０００３】
図５に示したように、長方形で薄板の光学部品である波長板１は、部品単体で配置されることは少なく、必ずホルダー２のような保持部品に装着された状態で配置される。
図６は、波長板１とホルダー２との組合わせを単独で示した図で、（Ａ）は波長板１がホルダー２に装着された状態を示した斜視図、（Ｂ）はその断面を展開して示した斜視図である。
【０００４】
同図（Ｂ）のａ部に示すように、波長板１はホルダー２に設けられたヘリ（縁）に乗る形で装着されている。したがって、脱落防止のためには波長板１をホルダー２に固定する必要があり、固定方法としては接着材で接着する方法が一般に採用される。
従来から行われているこの部分の接着方法を図７に示す。同図で、網線で示す範囲が接着剤５を塗布する部分である。従来はこのように波長板１の長方形の周囲４辺すべてに接着剤を塗布してホルダー２のヘリに接着している。
【０００５】
一方、光学エンジンは種々の原因から内部発熱が大きく、そのため、個々の構成部品は発熱の影響を受けて熱膨張を起こすことになる。このとき、熱膨張係数の違う構成部品が組み合わされていると歪みが生じて光学系の精度が低下する状況が発生する。こうした発熱による歪みの影響を最小限に抑えるために、従来から、光学エンジン内部の構成部品の固定方法には種々の工夫が施されている（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１２１８９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１は、薄板の光学ガラス部品を熱膨張係数の異なるホルダーに接着で固定する場合に発生する歪みを改善する技術を開示したものである。しかしながら、特許文献１の場合、光学ガラス部品の中央付近に接着部を設け、周辺部分は基準面として使うため接着しないという構成を特徴とするものであるから、透過光を通す光学部品である前記の波長板１をホルダー２に固定するための接着には適用できない技術である。
【０００８】
一般に波長板１のように、光を透過させる光学部品の固定個所は透過光の妨げにならない周辺部分に限られる。そこで、前述の図７のように波長板１の周囲４辺に接着剤を塗布してホルダー２のヘリに接着する構造となるわけである。
【０００９】
本願発明者は、液晶プロジェクタの表示画面に現れるシェーディング現象（部分的な輝度ムラや色ムラ）の発生原因として波長板１の歪みが大きく関与していることを突き止めた。更に、波長板１をホルダー２に固定するときの接着方法に問題があって、従来から行われている前述の図７のような接着は内部の発熱によって多くの歪みが発生し、シェーディング現象面からは望ましくない固定方法であることをも突き止めた。
【００１０】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたものであり、液晶プロジェクタ等の光学エンジンを構成する色分解合成光学系に使用されている波長板のような長方形で薄板の光学部品をホルダーに固定するときに、内部発熱によって生じる歪を最小限に抑えるように接着方法を改善し、シェーディング現象の少ない色分解合成光学系を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決する手段として以下に記載の構成からなる。すなわち、
光源から出射する白色光から３原色光に色分解を行う色分解光学系と、前記色分解光学系で色分解した３原色光を各色対応用の反射型空間光変調素子で光変調し、この光変調された変調光の色合成を行う色合成光学系と、からなる色分解合成光学系において、
前記色分解光学系と各色対応用の反射型空間光変調素子との間の光路に長方形面を臨ませた薄板の光学部品をホルダーを介して配置し、前記長方形周辺の対向する２辺のみが前記ホルダーに接着固定されていることを特徴とする色分解光学系である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、色分解光学系と反射型空間光変調素子との間の光路に配置される長方形で薄板の光学部品は、前記長方形周辺の対向する２辺のみがホルダーに接着固定されている格別な構成があるので、光学部品とホルダーとの熱膨張係数が異なっているために生じる歪みを、従来の接着固定に比べて著しく減少することができる。
この特性により、従来、使用中の内部温度の上昇と共に悪化していたシェーディング現象が極めて少なくなるので輝度ムラや色ムラのない高画質な画像が得られるようになる。  また、光学部品の熱膨張係数に近いホルダーの材質を選択する必要がなくなるので、各種の材料が使用できるようになりコストダウンが図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態に係る色分解合成光学系について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る光学部品とホルダーの接着個所を示す図で、（Ａ）は長方形の対向する長辺を接着することを示す図、（Ｂ）は同じく対向する短辺を接着することを示す図である。図２は、接着剤の塗布位置を示す図で、（Ａ）は面に、（Ｂ）は端部に接着剤を塗布することを示している図である。
【００１４】
図３は、本発明に係る光学部品とホルダーの接着個所の変形例を示す図で、（Ａ）は対向する長辺を３個所に分けて接着することを示すの図、（Ｂ）は対向する短辺を３個所に分けて接着することを示すの図である。図４は、光学部品（波長板）の接着個所の違いによる歪の程度を示す図で、（Ａ）は本発明に係る長方形の対向する長辺を接着したときの図、（Ｂ）は同じく対向する短辺を接着したときの図、（Ｃ）は従来の長方形の４辺をすべて接着したときの図である。
【００１５】
まず、図１を用いて本発明における光学部品とホルダーの接着個所を説明する。
同図（Ａ）は、長方形で薄板の光学部品である波長板１を網線で示す長方形の２ヶ所の長辺部分に接着剤５を塗布してホルダー２に接着固定する本発明の実施例である。
又、同図（Ｂ）は、波長板１を網線で示す長方形の２ヶ所の短辺部分に接着剤５を塗布してホルダー２に接着固定する本発明の別の実施例である。
【００１６】
なお、接着する部分について補足すると、通常は図２（Ａ）に示すように、ホルダー２のヘリの部分に接着剤５を塗布して波長板１を接着するのであるが、同図（Ｂ）に示すように、波長板１の端部に接着剤５を塗布して接着するようにしても良い。
また、図３（Ａ）又は同（Ｂ）に示すように、接着剤５は接着強度が取れる範囲であれば断続的に塗布しても同様な効果が得られる。
【００１７】
次に、図４を用いて、本発明に係る接着方法による波長板１の歪の改善について説明する。
本願発明者は、上記したような長方形の波長板１の対向する長辺あるいは短辺の２辺をホルダー２に接着固定する構造とすることにより、従来の接着方法に比較してシェーディング現象が著しく改善されることを確認している。この点について図４で説明する。
【００１８】
図４は、波長板をホルダーに固定したときに固定個所の違いによる歪の状態を濃淡で表したもので、濃くなるほど歪みが大きいことを示している。
同図（Ａ）は、上記図１（Ａ）に示す対向する長辺を接着した場合である。この場合、波長板の大部分は歪レベルが３に保たれている。
図４（Ｂ）は、上記図１（Ｂ）に示す対向する短辺を接着した場合であるが、この場合は中央の広い範囲は歪レベル３であるが、その周囲は４に低下している。
【００１９】
一方、図４（Ｃ）は、図７に示す４辺すべてを接着する従来の接着方法であるが、この場合は中央の大部分が歪レベル５になり、四隅が４ないし３のレベルである。
このように、４辺すべてを接着する従来の接着方法は歪レベルが一段階以上悪化する上に、歪みが均一でないために輝度ムラや色ムラが目立ち易くなるという欠点も合わせ持っていた。
以上の歪の比較から、本発明による接着方法が従来の接着方法に比べて大幅に改善されていることが分る。
【００２０】
以上詳述したように、本発明は、光学エンジンを構成する色分解合成光学系に使用されている波長板のような長方形で薄板の光学部品をホルダーに固定するときに、長方形の長辺側あるいは短辺側の対向する２辺のみをホルダーに接着固定する構成を取ることにより、内部発熱によって生じる歪を最小限に抑えることが可能となり、これによりシェーディング現象の少ない色分解合成光学系を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る光学部品とホルダーの接着個所を示す図で、（Ａ）は長方形の対向する長辺を接着することを示す図、（Ｂ）は同じく対向する短辺を接着することを示す図である。
【図２】接着剤の塗布位置を示す図で、（Ａ）は面に、（Ｂ）は端部に接着剤を塗布することを示している図である。
【図３】本発明に係る光学部品とホルダーの接着個所の変形例を示す図で、（Ａ）は対向する長辺を３個所に分けて接着することを示すの図、（Ｂ）は対向する短辺を３個所に分けて接着することを示すの図である。
【図４】光学部品（波長板）の接着個所の違いによる歪の程度を示す図で、（Ａ）は本発明に係る長方形の対向する長辺を接着したときの図、（Ｂ）は同じく対向する短辺を接着したときの図、（Ｃ）は従来の長方形の４辺をすべて接着したときの図である。
【図５】液晶プロジェクタ等の光学エンジンの構成を示した斜視図である。
【図６】波長板とホルダーとの組合わせを単独で示した図で、（Ａ）は波長板がホルダーに装着された状態を示した斜視図、（Ｂ）はその断面を展開して示した斜視図である。
【図７】波長板１の周囲４辺に接着剤を塗布してホルダー２のヘリに接着する構造を示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
１…波長板（長方形で薄板の光学部品）
２…ホルダー
３…反射型液晶デバイス（反射型空間光変調素子）
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ…色分解合成プリズム（色分解光学系および色合成光学系）
５…接着剤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図４】
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